CN201607384U - 一种自动奥氏气体分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械制造自动化领域，特别公开了一种自动奥氏气体分析仪。该自动奥氏气体分析仪，包括贮液瓶、吸收管及连接管，其特征在于：贮液瓶上设置有微型真空泵，微型真空泵的抽气口和排气口均分别通过电磁阀与贮液瓶和吸收管连通，且在相通连接管上的两电磁阀)同时开关，贮液瓶和量气筒在底端连通，量气筒内设置有液位传感器，连接管上设置有若干个控制管路的电磁阀；电磁阀和液位传感器均与单片机控制单元连通。本实用新型操作简便，准确度高，仪器采用高精度部件，可以降低认为误差，实用性强，易于推广。

Description

一种自动奥氏气体分析仪

(一)技术领域

本实用新型涉及机械制造自动化领域，特别涉及一种自动奥氏气体分析仪。

(二)背景技术

奥氏气体分析仪是一种经典的气体分析仪器，它是根据吸收气体的原理工作的。混合气体的组分有选择地被某种特有的液体吸收，某种特定的液体只能吸收某种特定的气体。奥氏气体分析仪广泛应用于果蔬采后贮藏中，如测定贮藏环境中的氧气、二氧化碳含量，气调环境中的气体浓度等。

奥氏气体分析仪是最古老的一种气体检测仪器，虽然没有现代气体分析仪的高科技手段，但它是最经典的气体分析仪，采用其他一些气体分析仪时，一般均要用奥氏气体分析仪来校对。此外，奥氏气体分析仪价格低廉，适合于中小企业的使用。然而，奥氏气体分析仪操作繁琐、测定费时、存在人为误差，且部分器件长期使用易老化损坏，所以奥氏气体分析仪要进行进一步的改进，以提高测定准确度、增加仪器的性能，使仪器更易于操作，完全能够自动化运行。

近年来，对于奥氏气体分析仪的改进方面也有研究，如专利：全自动奥氏气体分析仪(公开号CN2151460)，在原奥氏气体分析仪上增加了高位液槽、低位液槽、输液泵、电磁阀门、触点、管道、差压变速器等，在测量计量瓶内混合气体中某一气体组分而需将计量瓶、吸收管内液体相互转换时，计量瓶、吸收管上的触点给中央处理器发信号，通过中央处理器发指令可控制液体的转换并通过差压变速器准确测量待测气体的体积，测出待测气体的百分比。虽然该仪器操作周期短、精度高，但是仪器测定结果较为复杂，而且目前并没有广泛的应用，因而实用性不高。因此，有必要研制出高精度、实用性强、操作快捷的自动奥氏气体分析仪。

(三)发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种测量精确、实用性强的自动奥氏气体分析仪。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种自动奥氏气体分析仪，包括贮液瓶、吸收管及连接管，其特殊之处在于：贮液瓶上设置有微型真空泵，微型真空泵的抽气口和排气口均分别通过电磁阀与贮液瓶和吸收管连通，且在相通连接管上的两电磁阀同时开关，贮液瓶和量气筒在底端连通，量气筒内设置有液位传感器，连接管上设置有若干个控制管路的电磁阀；电磁阀和液位传感器均与单片机控制单元连通。

本实用新型通过微型真空泵的排气和抽气，使贮液瓶内的液体下降和上升，从而使管道中的液体和气体移动，以此来代替原奥氏气体分析仪中液位瓶的手动操作，既避免了手动操作的麻烦，也降低了人为操作的误差。

微型真空泵与贮液瓶之间通过管道和四个电磁阀(二通阀)相连，通过电磁阀的开关来实现气路(排气和抽气气路)转换，且电磁阀是两两同时开关，排气时，连通排气口的两电磁阀开，同时另两电磁阀关，贮液瓶中液面下降，从而量气筒中液面上升；抽气时，连通抽气口的两电磁阀开，同时另两电磁阀关，贮液瓶中液面上升，从而量气筒中液面下降，

在量气筒一侧放置一个平衡管，并在它们内部各放置一个液位传感器。初始状态是贮液瓶液面、量气筒零液面、平衡管液面在一个液面上。气体充分吸收后，通过泵排气使量气筒和平衡管中液面均上升，当两管内液面达到同一高度时，两管内液位传感器即传送信号，使电磁阀关闭，这时读出量气筒读数即可，且保证了测量前后的气体在同一压强下。

本实用新型采用单片机控制单元作为中央控制系统，通过操控电磁阀和液位传感器，及时反馈信息，达到精确测量的目的。

本实用新型的更优方案是：

所述量气筒上设置有连通单片机控制单元的零液位光电检测开关和满液位光电检测开关，吸收管上部设有连通单片机控制单元的满液位光电检测开关。

为了控制液面高度，在量气筒和吸收管内设置液位光电检测开关，并将其与单片机控制单元连通，以方便中央控制系统采集信息；光电见擦开关都是光电式非接触式，简单说就是，一个反光二极管，正对一个光敏三极管，当中间有障碍时，即为检测信号。

所述量气筒一侧设置有与其并列连通的平衡管，平衡管内设置有液位传感器。增加平衡管后，在气体被吸收液吸收后，通过平衡管可调节量气筒中的压强，使量气筒内气体被测前后的压强一样，保证了读数的准确性。

所述单片机控制单元连接设置LED显示器和键盘。单片机控制单元以LED显示器和键盘作为智能显示操作终端，通过设置参数和流程控制键的合用，达到智能操作的目的。

本实用新型所述贮液瓶内盛放有饱和食盐水；所述吸收管内盛放有氧气或二氧化碳的吸收液。

本实用新型的有益效果是：

(1)操作简便，只需将控制开关打开，一起运作便可自动进行；

(2)准确度高，仪器采用高精度部件，可以降低认为误差；

(3)实用性强，易于推广。

(四)附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制回路原理示意图。

图中，A-微型真空泵，B-贮液瓶，C-平衡管，D-量气筒，E、F-吸收管，F1～F9-电磁阀，K1、K2、K3、K4-光电检测开关，Y1、Y2-液位传感器。

(五)具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括贮液瓶B、吸收管E、F及连接管，贮液瓶B上设置有微型真空泵A，微型真空泵A的抽气口和排气口均分别通过电磁阀F1～F4与贮液瓶B和吸收管E、F连通，且在相通连接管上的两电磁阀F1、F4(F2、F3)同时开关，贮液瓶B和量气筒D在底端连通，量气筒D内设置有液位传感器Y1，连接管上设置有若干个控制管路的电磁阀F5～F9；电磁阀F1～F9和液位传感器Y1均与单片机控制单元连通；所述量气筒D上设置有连通单片机控制单元的零液位光电检测开关K4和满液位光电检测开关K3，吸收管E、F上部设有连通单片机控制单元的满液位光电检测开关K1、K2；所述量气筒D一侧设置有与其并列连通的平衡管C，平衡管C内设置有液位传感器Y2；所述单片机控制单元连接设置LED显示器和键盘；所述贮液瓶B内盛放有饱和食盐水；所述吸收管E、F内盛放有氧气或二氧化碳的吸收液。

本实用新型的回路部件包括：微型气泵1只，工作电源220VAC；电磁阀9只，工作电源220VAC；自制光电位置传感器4只，工作电源24VDC；导轨安装式电源模块1套，工作电源220VAC，输出24VD；导轨安装式智能开关输入模块1套，工作电源24VDC；导轨安装式智能开关输出模块4套，工作电源24VDC，控制220VAC；面板嵌入式智能显示操作终端1套，工作电源24VDC。

智能显示操作终端有四个八段数码管LED，五个按键。其中的四个按键可以分别为“排空”、“取样”、“反应”、“读数”控制键。为了设置控制参数，五个键分别为上、下、左、右、确认。其中上、下、左、右键与流程控制键合用。按下“确认”键进入参数设定状态后，四个LED中左面三个为红色，对应设定参数，最右的一个绿色LED显示参数表内的序号。

运行过程如下：

初始状态：电磁阀F1、F2、F3、F4、F7、F8、F9均打开，F5、F6关闭。贮液瓶、微型真空泵、平衡管液面相平，量气筒中液面处于0刻度。E、F中液面处于光电检测开关处。

第一步，排空。按下“排空”按钮，控制器关闭电磁阀F7、F8、F9、F1、F4，同时启动泵，排气，量气筒内液面上升，气体由F9处排出，当浮球遮挡满量程位置光电检测开关K3时，气泵停止工作，电磁阀均关闭，并提示将样本气袋接到F7处。量气筒内液面无变化则说明仪器气密性良好，可进行下步检测。

第二步，取样。按下“取样”按钮，打开F1、F4、F7，同时启动泵，贮液瓶减压，量气筒内液面下降，样本进入量气筒。浮球遮挡零位检测开关K4时，贮液瓶保压，同时关闭进气阀F7。打开F9，启动“排空”按钮，将气体排出即为洗气过程。再次启动“取样”按钮进行取样。

第三步，反应。按下“反应”按钮，打开F2、F3、F5(测定二氧化碳)同时启动泵，贮液瓶升压，直到液位到达量气筒满量程，触发K3开关。贮液瓶保压，保持5秒，之后贮液瓶减压，直到触发K1开关。贮液瓶保压，保持5秒。之后在进行下一次循环，如此四个循环，当吸收管内液面达到K1时，电磁阀关闭。在减压过程中，由于量气筒内的负压作用，吸收管内的介质会快速上升，因此，贮液瓶减压过程是一个断续过程。同时一旦检测到吸收管内液位“满”开关信号，则贮液瓶立即停止减压，并转入升压过程。

第四步，读数。按下“读数”按钮，控制器打开F8、F2、F3，同时启动泵，贮液瓶升压，量气筒和平衡管内液面均上升，当液位传感器检测到两管液面达到同一高度时，阀门均关闭，读数即可。

第五步，重复第三步和第四步，再次检测并读数，当两次读数相同时即表示吸收完全，记下读数，即为二氧化碳量。若两次结果不同应重复测定。测定氧气含量时，打开F6(F5仍关闭)，其余过程同测定二氧化碳。

Claims (4)

1.一种自动奥氏气体分析仪，包括贮液瓶(B)、吸收管(E、F)及连接管，其特征在于：贮液瓶(B)上设置有微型真空泵(A)，微型真空泵(A)的抽气口和排气口均分别通过电磁阀(F1～F4)与贮液瓶(B)和吸收管(E、F)连通，且在相通连接管上的两电磁阀(F1、F4或F2、F3)同时开关，贮液瓶(B)和量气筒(D)在底端连通，量气筒(D)内设置有液位传感器(Y1)，连接管上设置有若干个控制管路的电磁阀(F5～F9)；电磁阀(F1～F9)和液位传感器(Y1)均与单片机控制单元连通。

2.根据权利要求1所述的自动奥氏气体分析仪，其特征在于：所述量气筒(D)上设置有连通单片机控制单元的零液位光电检测开关(K4)和满液位光电检测开关(K3)，吸收管(E、F)上部设有连通单片机控制单元的满液位光电检测开关(K1、K2)。

3.根据权利要求1或2所述的自动奥氏气体分析仪，其特征在于：所述量气筒(D)一侧设置有与其并列连通的平衡管(C)，平衡管(C)内设置有液位传感器(Y2)。

4.根据权利要求1或2所述的自动奥氏气体分析仪，其特征在于：所述单片机控制单元连接设置LED显示器和键盘。

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